Question

某工業(yè)生產(chǎn)上規(guī)定空氣中二氧化硫的允許排放量不得超過0.02mg/m³．某研究性學(xué)習(xí)小組利用“碘量法”測定某化工廠附近空氣中的二氧化硫的含量，請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)．
【查閱資料】淀粉遇碘（I₂）變藍(lán)，遇氫碘酸（HI）不變色．氫碘酸為無色液體．
【測定原理】
碘溶液吸收SO₂的化學(xué)反應(yīng)原理是：SO₂+I₂+2H₂O═X+2HI．X的化學(xué)式為

 

．
【測定步驟】
（1）取配制好的碘（I₂）溶液5.00mL（含I₂的質(zhì)量為6.35×10^-4 mg）于下述裝置中的反應(yīng)容器內(nèi)，并滴加2-3滴無色淀粉溶液．

（2）利用上述裝置到指定的測試點(diǎn)抽氣，每拉動1次注射器抽氣100mL，并注入碘溶液中，直到反應(yīng)恰好完全為止，記錄抽氣的次數(shù)．抽氣時應(yīng)進(jìn)行的操作是

 

．實(shí)驗(yàn)中表明恰好完全反應(yīng)的現(xiàn)象是

 

．
（3）換到不同地點(diǎn)再重復(fù)實(shí)驗(yàn)4次（每次所取碘溶液相同）．這樣做的目的是

 

．
每次實(shí)驗(yàn)的抽氣次數(shù)記錄 如表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
抽氣次數(shù)	42	38	36	44	40

【得出結(jié)論】

二氧化硫的含量	是否超標(biāo)

【交流與討論】
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有同學(xué)提議：可將插入碘溶液的導(dǎo)管下端改成具有多孔的球泡，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，其理由是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：【測定原理】根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷x的化學(xué)式；
【測定步驟】
（2）先打開K₁、關(guān)閉K₂，用注射器提取室內(nèi)空氣，然后關(guān)閉a、打開b，將注射器中的氣體壓縮到酸性高錳酸鉀溶液中；
（3）根據(jù)為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，使結(jié)果更準(zhǔn)確解答；根據(jù)題中信息最后計算出1m³空氣中含有的二氧化硫的質(zhì)量，根據(jù)空氣中二氧化硫含量標(biāo)準(zhǔn)，判斷出空氣質(zhì)量情況；
【交流與討論】
根據(jù)有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度的方法解答．

解答：解：
【測定原理】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后各種原子的原子個數(shù)相等可知：
反應(yīng)前：S：1，H：4，I：2，O：4；
反應(yīng)后：H：2，I：2；
故X中含有1個硫原子，2個氫原子，4個氧原子，故X的化學(xué)式為：H₂SO₄；
【測定步驟】
（2）先打開K₁ 關(guān)閉K₂，用注射器提取室內(nèi)空氣，然后關(guān)閉K₁、打開K₂，將注射器中的氣體壓縮并注入碘溶液中，如果溶液由藍(lán)色恰好變成無色，則說明恰好完全反應(yīng)；
（3）為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，使結(jié)果更準(zhǔn)確，所以應(yīng)多次測量，取平均值；
由表中數(shù)據(jù)可知平均每次實(shí)驗(yàn)的抽氣次數(shù)為（42+38+36+44+40）÷5=40
則抽氣40次SO₂的質(zhì)量為x，
SO₂～～～～～～～～～～～I(xiàn)₂
64 　　　　　　　　　　254
x                      6.35×10^-4 mg

64

254

=

x

6.35×10-4mg

x=1.6×10^-4mg
每L氣體中SO₂的質(zhì)量為1.6×10^-4mg÷40×100ml×10^-6=0.04mg/L=0.04mg/m³，規(guī)定空氣中二氧化硫的允許排放量不得超過0.02mg/m³
故超標(biāo)；
【交流與討論】
將插入碘溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，可以增大空氣與碘溶液的接觸面積，使空氣中的二氧化硫反應(yīng)充分，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度．
答案：
【測定原理】H₂SO₄
【測定步驟】
（2）關(guān)閉k₂打開k₁，向外拉動注射器        溶液由藍(lán)色恰好變成無色
（3）多次測量，取平均值，使結(jié)果更準(zhǔn)確
【得出結(jié)論】

二氧化硫的含量	是否超標(biāo)
0.04mg/m3	（2分） 超標(biāo)

【交流與討論】
增大氣體與液體的接觸面積，使二氧化硫被充分吸收

點(diǎn)評：本題以空氣中甲醛含量測定為載體，考查儀器的選擇、對操作的理解分析與評價、對裝置的評價、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、化學(xué)計算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識分析、解決問題的能力，側(cè)重對學(xué)生能力的考查，兼顧基礎(chǔ)知識，難度中等．